随着微电子、计算机等技术的飞速发展,通信应用已经成为未来信息网络不可或缺的一部分,粗粒度可重构架构兼具灵活性和高效性,是实现下一代通信基带信号处理技术的理想硬件平台。然而,随着可重构系统计算资源的增多和数据量的增加,片上缓存面积、数据访存控制的复杂度以及加载延时也相应增加。如果不能为计算资源提供足够的片上数据带宽,系统的计算并行度和能效比仍然无法提升。因此,设计高效的数据流管理方案,尤其是在不明显增加片上数据缓存的硬件开销的前提下,为可重构阵列提供足够的数据带宽,对提高可重构系统性能十分重要。本文针对可重构系统中数据通路子系统低带宽利用率引起的数据传输时间过长的问题展开了以下几项工作:(1)分析了MIMO-OFDM系统的通信基带信号处理过程,提取了通信基带信号处理的核心算法,并总结出核心算法数据访存的三大特性:数据访存并行性、数据访存局部性和访存模态多样性;(2)针对可重构系统中数据访存冲突严重以及访存效率低下等问题,本文对片上共享缓存结构进行了优化,设计了自适应区域模式匹配的并行共享缓存结构和多模态数据重构存储结构;(3)以前述优化后的共享缓存结构为基础,本文提出了基于数据生命周期的动态数据重构策略,对片上共享缓存结构中的数据进行动态分配,并设计了可重构地址产生单元,产生四种不同模式的地址序列,动态调整片上共享缓存结构的工作模式,从而有效地提高了可重构系统的数据访存性能。为了验证上述可重构数据通路优化方案的优化效果,本文对数据通路子系统进行了 RTL模型仿真验证。实验结果表明,在SMIC40nm工艺下,RASP-Ⅱ的工作频率为500MHz时,数据通路子系统的面积为1.55mm2。在采用本文所提出的基于数据生命周期的动态数据重构策略后,数据通路子系统的访存性能较优化前平均提升了 69.60倍,带宽利用率较重构前平均提高了 42.47%。与其他静态管理方案相比,本文所提出的动态数据重构策略以更小的硬件开销取得了较优的访存性能,且保持了更高的灵活性。